Indicadores físicos y químicos de la calidad de suelos de la pampa

Los suelos de la pampa llana santafecina (Argentina) presentan variabilidad espacial y temporal en sus atributos, lo que origina ambientes productivos diferentes. El objetivo de este trabajo fue evaluar indicadores de calidad física y química de suelos y verificar su capacidad para detectar la variabilidad espacial existente en un lote, con la finalidad de utilizarlos para determinar ambientes homogéneos de manejo. Mediante la observación de mapas de rendimiento del lote se delimitaron cinco áreas de las que se extrajeron muestras perturbadas para determinaciones químicas (materia orgánica-MO, pH, fósforo-P, sodio-Na) y no perturbadas para las físicas (densidad aparente-Ds, resistencia a la penetración-RP, porosidad de aeración-PA, humedad a capacidad de campo-qcc, humedad en el punto de marchitamiento permanente-qpmp, intervalo hídrico óptimo-IHO). Los indicadores químicos no permitieron detectar diferencias entre las áreas. Los indicadores físicos, especialmente el IHO, fueron útiles para determinar la variabilidad espacial existente en el lote estudiado e identificar las propiedades que pueden actuar como restrictivas de la producción frente a diferentes condiciones climáticas. Por lo que se concluye que el IHO puede ser utilizado para diferenciar áreas homogéneas a los fines de aplicar un manejo diferencial por ambiente.

Palabras claves: intervalo hídrico óptimo, pampa llana argentina, manejo por ambientes

Los suelos de la pampa llana santafecina (Argentina) presentan diferencias en sus propiedades físicas, químicas y biológicas, a pesar de que su material de origen es semejante. Esas diferencias han sido atribuidas a la irregularidad de las precipitaciones anuales en las diferentes áreas geográficas y a las pequeñas variaciones de relieve. Esto produjo variabilidad espacial (a diferentes escalas) y temporal (dentro y entre años) en los atributos de los suelos. Con el transcurrir de los años se ha tornado evidente que esa  variabilidad natural ha sido incrementada por la aplicación de sistemas intensivos de manejo, no siempre adecuados, generando ambientes productivos que deberían ser manejados diferencialmente para optimizar la productividad. Sin embargo, hasta hace pocos años resultaba muy difícil y costoso determinar la existencia de esa variabilidad. Actualmente, esto parece ser posible utilizando nuevas tecnologías, tales como el sistema de posicionamiento global (GPS), los sistemas de información geográfica (SIG) y las cosechadoras equipadas con monitores de rendimiento. Este conjunto de técnicas permite generar, almacenar y analizar con detalle los datos de rendimiento de los cultivos, los cuales en última instancia reflejan la variabilidad de los ambientes productivos. El objetivo de este trabajo fue evaluar indicadores de calidad física y química de suelos y verificar su capacidad para detectar la variabilidad espacial existente en un lote localizado en la región centro-oeste de la provincia de Santa Fe, Argentina, con la finalidad de utilizarlos para determinar ambientes homogéneos de manejo.

En base a dos mapas de rendimiento de soja (Figura 1 y 2), de dos campañas contrastantes en cuanto a precipitaciones (Figura 3), se determinaron a priori cinco áreas más homogéneas en el lote en que se efectuó el estudio. El suelo es un Argiudol, de textura franco limosa en el horizonte superficial y arcillo-limosa en el horizonte B (INTA, 1991). El clima de la región es mesotérmico subhúmedo-húmedo (C2B'3ra') de acuerdo a la clasificación de Thornthwaite, con isohietas anuales promedio en torno de 1.000 mm.

En cada área se extrajeron muestras perturbadas compuestas de suelo de 0-20 y 20-30 cm de profundidad. En estas muestras se realizaron las siguientes determinaciones: materia orgánica total (MO) por oxidación con dicromato de potasio, pH actual (1:2,5), fósforo asimilable (P) por el método Bray - Kurtz I y Na intercambiable (Na).

En cada área se colectaron 10 muestras con estructura no perturbada (cilindros) a dos profundidades (0-10 y 10-20 cm) para determinar la curva de retención hídrica (CRH), de resistencia mecánica (CRP), la densidad aparente (Ds) y el intervalo hídrico óptimo (IHO). Las muestras fueron saturadas y luego equilibradas en los siguientes potenciales mátricos: -0,004, -0,01, -0,03, -0,1, -0,6 y 1,5 MPa en mesa de tensión y ollas de presión (tipo Richards). Los datos de la CRH fueron ajustados con el modelo propuesto por Ross y col. (1991). La CRP fue determinada en las mismas muestras con un penetrómetro electrónico que posee una aguja con cono de 4 mm de diámetro. Los datos se ajustaron con el modelo propuesto por Buscher (1990). Por último las muestras se secaron en estufa a 105 °C y se determinó la densidad aparente. A partir de esta información se calculó el IHO para cada área y profundidad de muestreo (Silva y col., 1994).

Los resultados de materia orgánica, fósforo asimilable, sodio intercambiable y pH  pueden observarse en la Figura 4a, 4b, 4c y  4d, respectivamente.

Los valores de materia orgánica y fósforo fueron similares y no limitantes para la producción de los cultivos en las dos profundidades estudiadas. Los valores de pH fueron similares en la profundidad 0-20 cm, encontrándose valores más elevados de 20 a 30 cm especialmente en el área e. A pesar de esto, los valores están en el rango de pH considerado adecuado para la mayoría de los cultivos. El valor de Na intercambiable fue notablemente más elevado en la misma área y profundidad, siendo la causa del mayor valor de pH. Considerando el valor promedio de la capacidad de intercambio de los suelos de la zona, el porcentaje de sodio intercambiable más elevado se determinó en la área e y en la profundidad de 20 a 30 cm, siendo de alrededor de 10 %. Este valor, bastante elevado, no se considera limitante para los cultivos más difundidos en la región, a pesar de que puede llegar a afectar el rendimiento de cultivos sensibles. 

Los indicadores químicos evaluados, en ninguna de las dos profundidades, revelaron diferencias entre las áreas a, b, c, y d. Sólo en el caso de la zona e, el mayor contenido de Na intercambiable y mayor pH denotan una inferior calidad de suelo a la profundidad de 20 a 30 cm, aunque superficialmente no se observó diferencias. Por lo tanto, con base en los indicadores químicos evaluados no es posible diferenciar áreas que presenten características homogéneas dentro de ellas pero distintas entre ellas, y que, por lo tanto, justifiquen la aplicación de un manejo tecnológico diferenciado por ambientes.

El IHO indica que existen tres áreas con condiciones de retención de agua útil similares y valores de Dsc, definida como la Ds en que el IHO=0, semejantes (Figura 5a, 5c y 5d). Sin embargo, la calidad física del suelo en ellas es diferente debido a que la porosidad de aeración (PA) y la resistencia mecánica (RP) del suelo actúan como limitantes a valores de densidad aparente (Ds) diferentes. La mejor calidad física de suelo se observa en la zona a, luego le sigue la d y por último c. En la zona a, PA limita a un valor de Ds=1,35 g cm^-3 y RP a una Ds=1,21 g cm^-3, siendo la Dsc=1,43 g cm^-3. En la zona d, PA limita a una Ds=1,33 g cm^-3, RP limita en todo el rango de Ds y la Dsc= 1,42 g cm^-3. En la zona c, PA comienza a limitar a una Ds=1,32 g cm^-3 mientras que RP limita siempre; el valor de Dsc= 1,41 g cm^-3.

Las áreas b y e presentaron una calidad física de suelo notablemente inferior a la demás, aunque con similitudes entre ellas (Figura 5b y 5e). La retención de agua a capacidad de campo es levemente menor en estas dos áreas que en las otras zonas, a pesar de que la mayor limitación es impuesta por la resistencia mecánica del suelo, que comienza a actuar como limitante a valores de Ds muy bajos. La zona e presenta las peores condiciones con el menor valor de Dsc= 1,36 g cm^-3.

También en esta profundidad existen tres zonas con condiciones de retención de agua útil similares y valores de Dsc semejantes (Figura 6a, 6c y 6d). El sitio a es el que presentó mayor rango de variación de Ds. En las tres áreas la PA comienza a limitar a valores de Ds similares (Ds=1,32 g cm^-3), por lo que es esperable que todos los sitios presenten condiciones físicas semejantes frente a condiciones de exceso de humedad en los lugares en que la Ds supere ese valor. También en todos los sitios la resistencia mecánica del suelo comienza a restringir el IHO a valores de Ds semejantes, próximos a Ds= 1,1 g cm^-3, indicando condiciones físicas de estrés similares cuando ocurre el secamiento del suelo.

Nuevamente las áreas b y e muestran una calidad física de suelo notablemente inferior, aunque con similitudes entre ellos (Figura 6b y 6e). Las Dsc son menores a las que presentaron las otras zonas para la misma profundidad de muestreo. La retención de agua útil es similar a las áreas a, c y d, pero la PA comienza a limitar el IHO a un valor de Ds un poco menor (Ds= 1,31 g cm^-3). La mayor diferencia radica en que la RP comienza a limitar el IHO a valores de Ds menores, especialmente en la zona e que, sin dudas, exhibe la peor calidad física de suelo. En años secos esta área será la que presentará las mayores limitaciones para la producción de los cultivos, coincidiendo con lo que muestra el mapa de rendimiento (Figura 2).

El indicador Intervalo Hídrico Óptimo (IHO) permitió establecer que existen al menos dos ambientes en los cuales las plantas exhibirán un comportamiento productivo diferente, dependiendo de las condiciones climáticas, a pesar de que en el lote no hay diferencias en las propiedades químicas. Un ambiente, de mejor calidad física, constituido por las áreas a, c, y d; el otro, de inferior calidad física de suelo, conformado por las zonas b y e. En este ambiente los menores rendimientos pueden atribuirse al estrés que sufren las plantas debido a la elevada resistencia mecánica del suelo cuando existe déficit de agua y, en menor proporción, debido a condiciones inadecuadas de aeración cuando hay exceso de humedad. Esto puede ser corroborado por los mapas de rendimiento del año húmedo (Figura 1) y del año seco (Figura 2), que muestran claramente que ese ambiente presentó la menor productividad y que ésta fue menor en el año seco que en el húmedo.

El IHO ha sido ampliamente utilizado con diferentes fines, por ejemplo para evaluar la calidad de suelos diferentes, el efecto de sistemas de manejo sobre una clase de suelos, para determinar que propiedad física restringe la productividad de los cultivos, entre otros (Silva y col., 1994; Benjamín y col., 2003; Lapen y col., 2004). En este trabajo, el IHO demostró ser útil para identificar la variabilidad espacial existente en aquellas propiedades físicas del suelo que afectan directamente el crecimiento de las plantas, a saber: disponibilidad de agua, oxígeno y resistencia del suelo a la penetración de las raíces.

BENJAMIN, J.G.; NIELSEN, D.C.; VIGIL, M.F. Quantifying effects of soil  conditions on plant growth and crop production. Geoderma 2003, 116, 137-148.

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LAPEN, D.R.; TOPP, G.C.; GREGORICH, E.G.; CURNOE, W.E. Least limiting water range indicators of sol quality and corn production, eastern Ontario, Canada. Soil Till. Res. 2004, 78, 151-170.

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